监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置制造方法及图纸

一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，它包括：测试桩中央处理器、数据采集模块、电源模块、GPS模块、GPRS模块以及震荡电路；数据采集模块中包括：用于采集杂散电流的霍尔电流传感器、将采集到的杂散电流进行放大的运放电路、将放大后的杂散电流转换为电压真有效值的真有效值转换电路以及将电压真有效值转换为数字信号的模拟数字转换器，霍尔电流传感器分别与参比电极和地下管道连接，运放电路与霍尔电流传感器连接，真有效值转换电路与运放电路连接，模拟数字转换器分别与真有效值转换电路和测试桩中央处理器电连接，以此实现对土壤中杂散电流的实时监测。

A device for monitoring the interference of stray current in the test pile of cathodic protection

A device for monitoring the cathodic protection of stray current interference test pile in pile testing includes central processor, data acquisition module, power module, GPS module, GPRS module and oscillating circuit; data acquisition module includes: Holzer for current sensor, stray current collection will stray current acquisition of the amplifier circuit, amplifier the stray current amplified into a voltage RMS RMS conversion circuit and the voltage RMS converted to analog digital converter digital signal, Holzer current sensor is respectively connected with a reference electrode and underground pipeline connection, operational amplifier circuit is connected with the Holzer current sensor, true RMS conversion circuit is connected with the operational amplifier circuit analog to digital converter, and true RMS conversion circuit and the test pile connecting the central processor, in order to achieve on earth The real-time monitoring of the stray current in the soil.

【技术实现步骤摘要】
监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置
本技术涉及一种管道防腐技术，尤其是一种借助于GPRS网络和GPS授时、定位系统的监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置。
技术介绍
钢制石油管道是石油化工行业油品输送必不可少的容器设施，但在运行过程中，经常会遭受内、外环境介质的腐蚀，从而埋下安全隐患。阴极保护技术是一种防止或抑制被保护金属构筑物发生电化学腐蚀的技术。通过对被保护的金属施加一定的阴极电流，使被保护金属的电位负于某一电位值，使其上的阳极反应得到抑制，从而使金属的腐蚀得到控制。在管道的腐蚀事故中，由于阴极保护不到位，导致管道出现腐蚀泄露的情况非常多。一旦这些管道出现泄露，将造成严重的安全事故。但是，目前国内一些公司的阴极保护系统处于无人管理、系统闲置状态，阴极保护系统仅在安装初期做过测试与维护，当后期阴极保护系统失效时，业主并不能立即知晓管道及储罐现场情况，缺乏系统化监控管理及补救措施。再有，安装了阴极保护系统之后，基本上采取人工巡查，人工记录与维护等人为监控检测手段作业形式，对于阴极保护系统使用过程中因时因地、随着地理环境、运作年限、设备老化等隐性变化导致的保护效能下降，数据虚假、缺失等现象既无法及时发现，更不能及时纠正处理。除此之外，我们知道，在土壤中会存在杂散电流，且这种在土壤中的杂散电流会通过管道某一部位进入管道，在管道中移动一段距离后再从管道中离开回到土壤中，这些电流离开管道的地方就会发生腐蚀，以此形成了管道中的杂散电流腐蚀，目前国内采用的阴极保护系统中对此都没有相应的保护措施。综上所述表明：国内在石油化工的地下管线中虽然采用了阴极保护技术，然而，由于技术本身存在着众多不完善的地方，管道及储罐的业主无法及时知晓阴极保护的真实现状，在管理和实际运行中也无法对运行中的保护系统进行实时的监控和调整，且没有针对杂散电流做相应的措施，存在极大的安全隐患。因此，如何解决输油管线阴极保护系统中存在的问题，寻求更为可靠的阴极保护系统成为本领域技术人员应该努力解决的一大课题。本技术的目的：旨在提出一种全新的可实现对埋设于地下、用于监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置。
技术实现思路
这种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，包括测试桩和设置在测试桩内的杂散电流干扰的装置，所述测试桩包括：测试桩包括：桩帽，标志桩，安放于标志桩内部的杂散电流监测装置、接地线以及分别与杂散电流监测装置连接的参比电极、极化探头以及地下管道；所述地下管道与第一极化试片电连接，第二极化试片设置于所述地下管道附近，所述测试桩通过所述极化探头探测所述第一极化试片、所述第二极化试片与所述地下管道相对于所述参比电极间的电位值；所述杂散电流监测装置中包括：测试桩中央处理器、数据采集模块、电源模块、GPS模块、GPRS模块、震荡电路、以及看门狗电路；所述数据采集模块、电源模块、GPS模块、GPRS模块以及震荡电路分别与测试桩中央处理器电连接；所述数据采集模块中包括：用于采集杂散电流的霍尔电流传感器、将采集到的杂散电流进行放大的运放电路、将放大后的杂散电流转换为电压真有效值的真有效值转换电路以及将所述电压真有效值转换为数字信号的模拟数字转换器，所述霍尔电流传感器分别与参比电极和地下管道连接，所述运放电路与霍尔电流传感器连接，真有效值转换电路与运放电路连接，模拟数字转换器分别与真有效值转换电路和测试桩中央处理器电连接。在所述数据采集模块中，采用型号为HBC-AS5的霍尔电流传感器采集杂散电流，所述霍尔电流传感器的信号输入端分别与极化探头和地下管道连接、信号输出端与运放电路连接。在所述数据采集模块中，所述运放电路中包括一运算放大器、隔直电容以及接地电阻，其中:所述隔直电容的两端分别与运算放大器的正输入端及霍尔电流传感器的信号输出端连接，接地电阻的两端分别与运算放大器的负输入端和地连接，运算放大器的输出端分别与负输入端连接和真有效值转换电路的信号输入端连接。在所述数据采集模块中，所述真有效值转换电路中采用型号为AD637的单片真有效值转换器将经运放电路放大后的杂散电流转换为电压真有效值。所述数据采集模块中还包括：分别与所述极化探头、参比电极以及地下管道连接，用于抑制地下管道中瞬态尖峰脉冲、同时将输入的模拟信号经过分压调整至所述数据采集模块可采集的范围内的防护电路与所述防护电路连接，用于滤除输入模拟信号中的交流干扰信号低通滤波电路；与所述低通滤波器和测试桩中央处理器电连接，用于将经过所述低通滤波器的输入模拟信号转换为数字信号、同时将所述数字信号发送至所述测试桩中央处理器中进行处理的模拟数字转换器；与所述模拟数字转换器连接，用于为所述模拟数字转换器提供基准电压的·；分别与所述极化探头、地下管道和测试桩中央处理器电连接，用于控制所述第一极化试片和所述地下管道之间的连接线通断的继电器。所述数据采集模块中包括三路防护电路及分别与所述三路防护电路连接的三路低通滤波电路，其中：第一路防护电路分别与第一路低通滤波电路、参比电极以及第二极化试片电连接；第二路防护电路分别与第二路低通滤波电路、参比电极以及地下管道电连接；第三路防护电路分别与第三路低通滤波电路、参比电极以及第一极化试片电连接；第一路低通滤波电路、第二路低通滤波电路以及第三路低通滤波电路分别与模拟数字转换器电连接；所述继电器的四个接口分别与第一极化试片、地下管道以及测试桩中央处理器的对应接口电连接。所述三路防护电路中分别包括压敏电阻D5、放电管DS1、自恢复保险丝F1、瞬态抑制二极管D6、共模抑制电感CL1、第一电容C、第二电容C12、第一分压电阻R23以及第二分压电阻R22；其中：压敏电阻D5和放电管DS1并连连接，且正极与模拟信号的正输入端连接、负极与参比电极(14)端连接，所述自恢复保险丝F1的第一端与所述模拟信号的正输入端连接，第二端与所述瞬态抑制二极管的负极连接，所述瞬态抑制二极管的正极接所述模拟信号的负输入端连接，所述第一电容并联在所述瞬态抑制二极管D6的两端；所述共模抑制电感CL1的第一端和第二端分别与所述瞬态抑制二极管D6的负极和正极连接；所述第二电容C12并联连接在所述共模抑制电感的第三端和第四端；所述第一分压电阻R23和所述第二分压电阻R22串联连接，且所述串联连接的第一分压电阻R23和所述第二分压电阻R22并联连接在所述第二电容C12的两端，所述第二分压电阻R22两端的电压信号作为经过所述防护电路的输出。所述电源模块中包括：用于给所述杂散电流监测装置供电的锂电池、用于将所述锂电池输入的电压转换为3.3V的第一电源电路、用于将所述锂电池输入的电压转换为5V的第二电源电路以及第一电源控制电路和第二电源控制电路，其中：所述第一电源电路分别与锂电池、继电器、第一电源控制电路以及测试桩中央处理器电连接，所述第一电源控制电路与GPS模块连接，所述第二电源控制电路分别与锂电池和第二电源电路电连接，所述第二电源电路分别与GPRS模块、模拟数字转换器以及基准电压源电连接。根据以上技术方案提出的这种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，具有以下优点：在该杂散电流监测装置中，通过一霍尔电流传感器采集土壤中的杂散电流，并将采集到的杂散电流经由运放电路放大后将其转换为电压真有效值，后转换为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，包括测试桩(1)和设置在测试桩(1)内的杂散电流监测装置(11)，所述测试桩(1)包括：桩帽，标志桩(10)，安放于标志桩(10)内部的杂散电流监测装置(11)、接地线(12)以及分别与杂散电流监测装置(11)连接的参比电极(14)、极化探头(13)以及地下管道(2)；所述地下管道(2)与第一极化试片电连接，第二极化试片设置于所述地下管道(2)附近，所述测试桩通过所述极化探头(13)探测所述第一极化试片、所述第二极化试片与所述地下管道(2)相对于所述参比电极(14)间的电位值；其特征在于：所述杂散电流监测装置(11)中包括：测试桩中央处理器(20)、数据采集模块(17)、电源模块(26)、GPS模块(21)、GPRS模块(22)、震荡电路(23)、以及看门狗电路(24)；所述数据采集模块(17)、电源模块(26)、GPS模块(21)、GPRS模块(22)、看门狗电路(24)以及震荡电路(23)分别与测试桩中央处理器(20)电连接；所述数据采集模块(17)中包括：用于采集杂散电流的霍尔电流传感器、将采集到的杂散电流进行放大的运放电路、将放大后的杂散电流转换为电压真有效值的真有效值转换电路以及将所述电压真有效值转换为数字信号的模拟数字转换器(19)，所述霍尔电流传感器分别与参比电极(14)和地下管道(2)连接，所述运放电路与霍尔电流传感器连接，真有效值转换电路与运放电路连接，模拟数字转换器(19)分别与真有效值转换电路和测试桩中央处理器(20)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，包括测试桩(1)和设置在测试桩(1)内的杂散电流监测装置(11)，所述测试桩(1)包括：桩帽，标志桩(10)，安放于标志桩(10)内部的杂散电流监测装置(11)、接地线(12)以及分别与杂散电流监测装置(11)连接的参比电极(14)、极化探头(13)以及地下管道(2)；所述地下管道(2)与第一极化试片电连接，第二极化试片设置于所述地下管道(2)附近，所述测试桩通过所述极化探头(13)探测所述第一极化试片、所述第二极化试片与所述地下管道(2)相对于所述参比电极(14)间的电位值；其特征在于：所述杂散电流监测装置(11)中包括：测试桩中央处理器(20)、数据采集模块(17)、电源模块(26)、GPS模块(21)、GPRS模块(22)、震荡电路(23)、以及看门狗电路(24)；所述数据采集模块(17)、电源模块(26)、GPS模块(21)、GPRS模块(22)、看门狗电路(24)以及震荡电路(23)分别与测试桩中央处理器(20)电连接；所述数据采集模块(17)中包括：用于采集杂散电流的霍尔电流传感器、将采集到的杂散电流进行放大的运放电路、将放大后的杂散电流转换为电压真有效值的真有效值转换电路以及将所述电压真有效值转换为数字信号的模拟数字转换器(19)，所述霍尔电流传感器分别与参比电极(14)和地下管道(2)连接，所述运放电路与霍尔电流传感器连接，真有效值转换电路与运放电路连接，模拟数字转换器(19)分别与真有效值转换电路和测试桩中央处理器(20)电连接。2.如权利要求1所述的一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，其特征在于：在所述数据采集模块(17)中，采用型号为HBC-AS5的霍尔电流传感器采集杂散电流，所述霍尔电流传感器的信号输入端分别与极化探头(13)和地下管道(2)连接、信号输出端与运放电路连接。3.如权利要求1所述的一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，其特征在于：在所述数据采集模块(17)中，所述运放电路中包括一运算放大器、隔直电容以及接地电阻，其中，所述隔直电容的两端分别与运算放大器的正输入端及霍尔电流传感器的信号输出端连接，接地电阻的两端分别与运算放大器的负输入端和地连接，运算放大器的输出端分别与负输入端连接和真有效值转换电路的信号输入端连接。4.如权利要求1所述的一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，其特征在于：在所述数据采集模块(17)中，所述真有效值转换电路中采用型号为AD637的单片真有效值转换器将经运放电路放大后的杂散电流转换为电压真有效值。5.如权利要求1-4任意一项所述的一种监测阴极保护测试桩中杂散电流干扰的装置，其特征在于：所述数据采集模块(17)中还包括：分别与所述极化探头(13)、参比电极(14)以及地下管道(2)连接，用于抑制地下管道(2)中瞬态尖峰脉冲、同时将输入的模拟信号经过分压调整至所述数据采集模块(17)可采集的范围内的防护电路；与所述防护电路连接，用于滤除输入模拟信号中的交流干扰信号低通滤波电路；与所述低通滤波器和测试桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金钊，李孝莹，邹德龙，韩雷，梁宇，张楠，王记超，张本忠，
申请(专利权)人：上海道盾科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31